способ внесения органических удобрений

Формула изобретения

1. Способ внесения органических удобрений, включающий определение содержания гумуса в почве и определение предназначенной для всего поля средней дозы удобрений, отличающийся тем, что предварительно на поле выделяют три-четыре участка, определяют содержание почвенного гумуса на выделенных участках и в зависимости от уровня обеспеченности почвы выделенных участков гумусом определяют дифференцированные дозы органического удобрения исходя из предназначенной для всего поля средней дозы удобрения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение на поле участков и определение содержания в них почвенного гумуса осуществляют с использованием дистанционного зондирования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Традиционным способом применения органических удобрений (навоза, компостов), описанным в ближайшем аналоге (прототипе) предлагаемого нового способа - Справочнике по органическим удобрениям (Справочник. Органические удобрения. М.: ВО «Агропромиздат», 1988. - С.15-22), является внесение их на поле единой дозой, определяемой, как правило, по отзывчивости какой-либо ведущей сельскохозяйственной культуры на органосодержащее удобрение, без учета вариабельности плодородия почвы в границах удобряемого поля (производственного участка). Вместе с тем известно, что плодородие почвы внутри каждого поля неоднородно в отдельных его частях, различаясь как по урожайности сельскохозяйственных культур, так и по основным агрохимическим показателям, характеризующим плодородие почвы (Фрид А.С. Пространственное варьирование и временная динамика плодородия почв в длительных полевых опытах. М.: РАСХН, Почвенный институт им. В.В.Докучаева, 2002. - 80 с.). Применение удобрений дозой, одинаковой для разных по плодородию внутрипольных участов, снижает их эффективность, т.к. на относительно плодородных участках избыток питательных веществ для растений будет избыточным, а на низкоплодородных, наоборот, недостаточным.

Кроме того, изначальная, в т.ч. природная, пестрота почвенного плодородия при систематическом и равномерном по площади поля внесении удобрений увеличивается вследствие накопления элементов плодородия на избыточно удобренных участках поля и истощения почвы на недостаточно удобренных, т.к. в первом случае растения не могут их использовать в должной мере, а во втором - потребляют питательные вещества в большей степени за счет почвы.

Предложенный способ дифференцированного применения органических удобрений позволяет избежать подобных явлений, поскольку основан на учете внутрипольной пестроты почвенного плодородия, а именно на учете вариабельности содержания гумуса в пахотном слое почвы - важнейшего показателя ее плодородия.

Принципиальная возможность использования данного способа обусловлена тем, что в последние годы созданы способы точного дистанционного определения (фиксирования) внутрипольных контуров почвенного плодородия, с одной стороны, и разрабатываются технические средства, позволяющие вносить удобрения с изменением дозы по ходу движения агрегата по полю, - с другой.

Цель изобретения - повышение эффективности органических удобрений путем их внесения с учетом внутрипольной пестроты содержания гумуса в пахотном слое почвы.

Достигается тем, что органические удобрения вносят специальными машинами (разбрасывателями органических удобрений) на отдельные участки поля дозами, величина которых рассчитывается от средней по полю дозы в зависимости от содержания гумуса в почве в обратной пропорциональности: чем ниже обеспеченность почвы гумусом, тем выше доза внесения в пределах технологической точности дозирования.

Проверка предложенного способа дифференцированного применения органических удобрений проведена на опытном поле ЦОС ВИУА (Московская область, Домодедовский район). С этой целью на поле с дерново-подзолистой почвой выделили три трансекта (полосы) длиной по 200 м и шириной 10 м, разбив каждый трансект на делянки размером 10×10 м и площадью 100 м². Всего в опыте использовано 120 делянок общей площадью 1,2 га с различным содержанием гумуса в пахотном слое почвы: от 1,2 до 2,5% при средневзвешенном содержании 1,8%.

В качестве органического удобрения использован осадок сточных вод (ОСВ) Курьяновской станции аэрации г.Москвы, отвечающий требованиям СанПиН 2.1.7.573-96.

Исходя из средней для всех делянок расчетной дозы 100 т/га ОСВ натуральной (80-процентной) влажности определили дозы для дифференцированного внесения на 47 делянках с относительно низким (7 делянок), средним (26 делянок) и повышенным (14 делянок) содержанием гумуса: 150, 100 и 50 т/га соответственно. Среднее содержание гумуса на этих делянках составляло 1,77%. На 54 делянках со средним содержанием гумуса 1,8% внесли из расчета по 100 т/га ОСВ без дифференциации, т.е. усредненной дозой. На 19 делянках со средним содержанием гумуса 2,2% удобрение не применяли, оставив их в качестве абсолютного контроля.

Осадок внесли осенью 1999 г. разбрасывателем РОУ-6 под зяблевую вспашку с посевом ячменя на следующий год. В 2001 г., т.е. на второй год действия органического удобрения, когда в результате неоднократной обработки почвы произошло достаточное взаимодействие ее с ОСВ, были отобраны и проанализированы образцы почвы и растений овса, высеянного на поле (агрополигоне) согласно принятому чередованию культур в звене севооборота. Поскольку других удобрений на посеве овса не применяли, разница в его урожайности по дозам внесения ОСВ полностью определялась действием осадка (табл.1).

Таблица 1 Влияние дифференцированного применения осадка сточных вод на урожайность овса на агрополигоне ЦОС ВИУА
Вариант удобрения	Количество делянок	Исходное содержание гумуса в почве, %	Доза ОСВ, т/га	Урожайность овса, ц/га	Прибавка от осадка
					Всего		в т.ч. от дифференцированного внесения
					ц/га	%	ц/га	%
Контроль (без удобрений)	19	2,2	0	19,8
Средняя доза	54	1,8	100	22,2	2,4	12,1	-	-
Дифференцированные дозы
В среднем	47	1,9	92	24,3	4,5	22,7	2,1	9,5
в т.ч.: 50 т/га	14	2,1	50	23,4	3,6	18,2	1,2	5,4
100 т/га	26	1,7	100	24,4	4,6	23,3	2,2	9,9
150 т/га	7	1,4	150	26,2	6,4	32,3	4,0	18,0

Дифференцированное применение осадка в зависимости от содержания гумуса в почве (47 делянок) при средней дозе 92 т/га обеспечило среднюю прибавку 4,5 ц/га зерна. При этом возрастающие дозы ОСВ, несмотря на то, что они вносились на делянки с меньшим естественным содержанием гумуса в почве, дали возрастающие урожаи овса: 50 т/га - 23,4 ц/га, 100 т/га - 24,4 ц/га и 150 т/га - 26,7 ц/га. Только за счет дифференцированного применения осадка получена прибавка урожая около 10% в среднем и от 5 до 18% - по дозам внесения ОСВ.

Внесенный осадок сточных вод оказал положительное влияние на содержание гумуса и подвижного фосфора в пахотном слое почвы, т.е. на основные агрохимические показатели ее плодородия (табл.2). Как следует из представленных данных, двухлетнее действие осадка в дозах 100 и 150 т/га увеличило содержание гумуса на 0,2-0,8%, а обеспеченность почвы подвижными формами фосфора - до оптимального уровня. Это объясняется как влиянием органической субстанции осадка, так и присутствием в нем значительного содержания фосфорных соединений.

Таблица 2 Влияние дифференцированных доз осадка сточных вод на агрохимические свойства почвы агрополигона ЦОС ВИУА
Вариант удобрения	Исходная характеристика почвы				Агрохимические показатели в 2001 г.
	рН	Гумус, %	Р 2O5	К 2О	рН	Гумус, %	Р2O 5	K2O
			мг/100 г				мг/100 г
Контроль (без удобрений)	5,8	2,2	20,8	13,0	5,4	2,2	23,2	12,3
50 т/га ОСВ	6,2	2,1	18,0	15,5	5,5	2,0	24,0	14,0
100 т/га ОСВ	6,2	1,7	12,9	13,2	5,7	1,9	26,8	11,6
150 т/га ОСВ	5,4	1,4	27,4	15,4	5,3	2,2	30,8	14,1

Вместе с тем невысокая концентрация калия в осадке вызвала некоторое обеднение почвы обменным калием, что следует учитывать при использовании осадков сточных вод в сельскохозяйственном производстве.

Отмечается также некоторое повышение кислотности почвы (рН), хотя нейтральная реакция собственно ОСВ 7,6 рН не являлась непосредственной причиной данного явления. Это обусловлено азотными удобрениями (аммиачной селитрой), внесенными в предыдущем 2000-м году усредненной дозой под ячмень, и проявившейся при этом их физиологической кислотностью.

Возрастающие дозы ОСВ не оказали существенного влияния на содержание валовых форм микроэлементов, в т.ч. тяжелых металлов в почве (табл.3).

Содержание микроэлементов в почве на делянках, удобренных осадком сточных вод, незначительно отличалось от контрольных делянок и было связано преимущественно с варьированием, обусловленным пестротой агрохимического состава почвы в пахотном слое. В целом, показатели содержания микроэлементов, в т.ч. тяжелых металлов - никеля, меди, цинка, свинца, а также мышьяка, не выходят за границы ориентировочно допустимых концентраций (ОДК), принятых в России для суглинистых почв с рН>5,5 согласно санитарно-гигиеническим нормам (СанПиН 2.1.7.573-96).

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

На пахотных склоновых (эродированных) почвах на поле выделяют три-четыре зоны с разной степенью эродированности:

верхнюю (приводораздельную) часть склона, среднюю (1-2 части) и нижнюю, определяют содержание почвенного гумуса в выделенных зонах.

Таблица 3 Влияние дифференцированного внесения осадка сточных вод на содержание валовых форм микроэлементов в почве агрополигона ЦОС ВИУА, мг/кг, 2001 г.
Вариант удобрения	Cr	Mn	Ni	Cu	Zn	As	Pb	Rb	Sr
Контроль(без удобрений)	92	1158	35	14	58	11	19	68	124
50 т/га ОСВ	114	1130	30	25	69	14	6	73	129
100 т/га ОСВ	110	975	35	15	57	9	17	83	131
150 т/га ОСВ	92	1054	40	12	43	8	18	67	125
В среднем по ОСВ	105	1053	35	17	56	10	14	74	128
ОДК			80	132	220	10	140

В зависимости от обеспеченности почвы выделенных участков гумусом рассчитывают дифференцированные дозы органического удобрения исходя из средней, предназначенной для всего поля, дозы удобрения и вносят обычными машинами-разбрасывателями органических удобрений (РОУ-6, ПРТ-10 и др.) с движением агрегата (агрегатов) вдоль выделенных участков (поперек склона).

На почвах со сравнительно ровным (плакорным) рельефом местности для выделения контуров плодородия целесообразно использовать методы дистанционного зондирования с последующим определением содержания гумуса в почве на выделенных контурах. В зависимости от уровня обеспеченности почвы гумусом на выделенных участках их разделяют минимум на 3-4 группы и соответственно для каждой группы контуров плодородия определяют дозу органического удобрения. При этом для внесения удобрения требуется специальная техника, оснащенная борткомпьютерами, способная в автоматическом режиме менять дозировку удобрения в соответствии с заложенной в борткомпьютер программой. В настоящее время такая техника (опытные образцы) создана силами ВНИИКОМЖ под методическим руководством ВИМ.